ارزيابي سه گونه جلبكي جمع‌آوري شده از تالاب ميانكاله براي توليد سوخت زيستي و مطالعه كمي سه ژن پاسخ دهنده به شدت نور و غلظت CO2 در Chaetomorpha antennina

Evaluation of three algal strains isolated from Miankaleh wetland for biodiesel production and quantitative study of three genes expression from Chaetomorpha antennina as response to surplus light and CO2 supply

جلبك­ ها با مصرف CO2، نور و تركيبات مغذي موجود در فاضلاب مي­توانند علاوه بر كاهش آلاينده­هاي محيطي، عملكرد بيوماس و توليد تركيبات با ارزش افزوده نظير سوخت زيستي را در سلول­هاي خود افزايش دهند. از طرفي تكنيك­هاي مولكولي نظيرReal-Time PCR مي­تواند به شناسايي مسيرهاي پاسخ به شرايط محيطي و توليد ليپيد در سلول­هاي جلبكي كمك مناسبي نمايد. در اين مطالعه در ابتدا خواص بيوديزل براي سه گونه جلبكي (Chaetomorpha antennina, Ulva intestinalis , Bryopsis pennata) رشد يافته در شدت­هاي نوري مختلف (8100، 12150 و 16200 لوكس) و غلظت­هاي مختلف CO2 (350، 5190 و 10000ppm) مورد بررسي قرارگرفت. سپس الگوي بيان دو ژن درگير در تثبيت CO2 (CA و CIA5) و يك ژن مرتبط با دريافت نور (CAB) در گونه برتر ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه شدت نوري 12150 لوكس و غلظت CO2 به ميزان ppm5190 به طور معني­داري منجر به بالاترين مقدار محتواي ليپيد به ميزان 30 تا 37 درصد براي هر سه گونه جلبكي مي­شود. همچنين همه گونه­هاي ماكروجلبكي مورد استفاده در اين مطالعه توانايي مطلوبي جهت توليد سوخت زيستي داشتند. همچنين در اين مطالعه مشاهده شد كه با افزايش غلظت گاز CO2 بيان ژن CA كاهش مي­يابد، اما در غلظت ppm5190 بيشترين ميزان بيان ژن CIA5 مشاهده شد. بيشترين ميزان بيان ژن CAB نيز در شدت نوري 12150 لوكس مشاهده شد. در مجموع تنظيم بيان ژن ­هاي درگير در پاسخ به تيمارهاي مورد مطالعه، در عملكرد توليد ليپيد و نهايتاً خصوصيات گازوئيل زيستي بدست آمده اثر معني­دار مي­تواند داشته باشد.

Algae by consuming CO2, light, and nutrients in wastewater not only could reduce the environmental pollutants, but also could increase the productivity of biomass and value-added byproducts such as biofuels in their cells. On the other hand, molecular techniques such as Real-Time quantitative PCR (qPCR) helps to better identify the pathways of response to environmental conditions in algal strains. In this study, at the first, the properties of prospective biodiesel were evaluated for three algal strains (Chaetomorpha antennina, Ulva intestinalis, and Bryopsis pennata) grown on different light intensity (8100, 12150, and 16200 lux) and different CO2 concentrations (380, 5190, and 10000 ppm). Finally, the expression profile of three genes involved in CO2 sequestration (CA, CIA5) and light harvesting (CAB) was investigated in superior strain. The results showed that the light intensity of 12150 lux and CO2 concentration of 5190 ppm led to the highest lipid content (30 to 37%) for all three algal strains. Also, all microalgae used in this study have a good ability to produce biofuels. Moreover, it was observed that increasing CO2 concentration has led to a decrease in the expression of the CA gene, but the highest expression of the CIA5 gene was observed in 5190 ppm CO2 concentration. The highest CAB gene expression was also observed in 12150 lux. In summary, the control of expression of the involved genes could significantly determine the final lipid productivity as well as the properties of prospective biodiesel.